\chapter{课外实验活动}

\section{自制指南针}
如图~\ref{fig_C_10-10} 所示，用硬纸板、大头针、按扣、缝衣针自制一
个指南针．

用磁铁的一端在缝衣针上
朝一个方向擦几下，缝衣针就
有了磁性．为了使缝衣针能顺
利地穿过按扣（取按扣中较薄
的一扇）的两个小孔，可用钳子
把按扣的边缘向下夹一下．
当自制的指南针静下来后，记住针的哪一端指北．

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics{fig/C/10-10.pdf}
    \caption{}\label{fig_C_10-10}
\end{figure}


\section{验证环形电流的磁场}
这个实验是用自制的指南针来验证环形电流的磁场方向
（图~\ref{fig_C_10-11}）．
在一个瓶子（或硬纸筒）上用漆包线绕一个10至15
匝的线圈，把绕好的线圈从瓶子上取下来，再用胶布把线圈竖
直固定在一块木板上．
将你自制的指南针放在图~\ref{fig_C_10-11} 所示
的位置，转动木板使磁针处在线圈平面内．
用学过的环形电
流磁场的知识判断一下，如果线圈的两端接上电池，指南针将
怎样偏转．
然后再给线圈通电，看一看实验结果跟你的判断
是否一致．
\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics{fig/C/10-11.pdf}
    \caption{}\label{fig_C_10-11}
\end{figure}

    \section{验证通电螺线管的南北极}
把漆包线绕在一支铅笔上，然后抽出铅笔，做成一个螺线
管．用学过的通电螺线管磁场的知识判断一下，如果给螺线
管通电，通电螺线管哪端是南极，哪端是北极．然后把自制的
指南针放在螺线管的两端，给螺线管通电，看看实验结果跟你
的判断是否一致．

\section{观察磁化现象}
取一个条形磁铁和一个大铁钉．
把铁钉插入铁屑，并把
条形磁铁的一个磁极靠近钉子头．
然后同时提起磁铁和铁钉，
你将看到一些铁屑粘到钉子上．将磁铁移去，铁钉上的大部
分铁屑将掉下来，但仍有一部分铁屑粘在钉子上．再用磁铁
的另一个磁极靠近钉子头，剩在钉子上的铁屑就会掉下来．

解释上述现象．

\section{判断指南针的偏转方向}
在一个铅笔刀或一个大些的铁钉上，用漆包线绕上两个
线圈$A$和$B$，将线圈$B$的两端接在一起，并把$CD$段漆包线放
在静止的自制指南针的上方（图~\ref{fig_C_10-12}）．试判断当用干电池
给线圈$A$通电的一瞬间，指南针偏转的方向．做这个实验，看
一看你判断的指南针偏转方向与实验是否一致．
\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics{fig/C/10-12.pdf}
    \caption{}\label{fig_C_10-12}
\end{figure}

\section{自制测电笔}
准备一个小氖灯，一个小弹簧．
再找一个装中药片的小
玻璃瓶，两个瓶盖，两个铁钉，一个$0.25$瓦、$2 \sim 5$兆欧的电阻．
在稍粗糙的水泥砖上把玻璃瓶底磨掉，做成一个玻璃圆筒．
让铁钉穿过瓶盖，盖上瓶盖后使钉帽在瓶里．
把电阻的两根引
线齐根去掉，并把电阻两端的绝缘漆去掉．照图~\ref{fig_C_10-13} 那样
把上述器材安装起来，就做成了一个测电笔．
\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics{fig/C/10-13.pdf}
    \caption{自制测电笔}\label{fig_C_10-13}
\end{figure}

用这个自制的测电笔可以辨别照明电路的火线和地线．
用拇指和食指拿住玻璃瓶，前面的钉子接触待辨别的导线，后
面的钉子接触手．当前面的钉子接触的是火线时，小氖灯发
光；接触的是地线时，小氖灯不发光．这样就可以辨别出火线
和地线．

要注意：\NoteUnderWave{手的任何部位都不要接触前面的钉子}，因为它
接触的可能是火线，会使人触电．

\section{测定水的折射率}
找一个广口瓶，在瓶内盛
满水，照图~\ref{fig_C_10-14} 那样把直尺$AB$
紧挨着瓶口的$C$点竖直插入瓶内．
从尺的对面一点$P$观察水
面，可以同时看到直尺在水中
的部分和露出水面的部分在水
中的像．读出你看到的直尺水
下部分最低点的刻度$S_1$，以及
跟这个刻度相重合的、水上部
分刻度$S_2$的像$S'_2$．记下$CS_1$和
$CS_2$的长度，量出广口瓶瓶口的内径$d$，就能算出水的折射率．
你用这种方法求出的水的折射率为多少？
\begin{figure}[htbp]
	\centering
	\includegraphics{fig/C/10-14.pdf}
	\caption{}\label{fig_C_10-14}
\end{figure} 

 
如果你能同时读出直尺在水下的两个刻度$S_1$和$S_3$，以
及跟它们相重合的、两个水上刻度$S_2$和$S_4$在水中的像$S'_2$和
$S'_4$，就可以不必测量瓶口的内径，直接用从直尺上读出的两
组数据求出水的折射率来．比较这两种方法测量的结果，看
哪种方法测得的折射率更准确？

用后一种方法进行测量，瓶中的水不一定非盛满不可，竖
直插入水中的直尺也不一定要紧挨瓶口，做起来更简便．

\section{测定凹透镜的焦距}
凹透镜所成的虚像不能在像屏上显示出来，因此它的焦
距不可能像凸透镜那样直接利用焦点或成像方法来测量．
下面介绍一种测量凹透镜焦距的简便方法．

\begin{figure}[htbp]
	\centering
	\includegraphics{fig/C/10-15.pdf}
	\caption{}\label{fig_C_10-15}
\end{figure}


在凹透镜的中心贴一个半径为$R$的黑色圆纸片$A$，另取
一张白纸$B$，在$B$上画一个半径为$2R$的圆．把白纸和凹透镜
平行地放在太阳光下（图~\ref{fig_C_10-15}），让透镜对着太阳，调节透镜
和白纸间的距离，使黑色圆纸片的影恰好跟白纸上的圆圈重
合．这时透镜和白纸间的距离就等于凹透镜的焦距．想想看，
为什么？做这个实验，并将测得的焦距跟已知的焦距相比较，
看相差多少．




